【正文】 f their work. This paper is directed by a preliminary exploration when the separate excitation changed to selfexcitation. First, according to the convert from the excitation of the coil space problem ,we used the software simulation and experimental research, and based on the results we find the area whitch can be converted to selfexcitation in the ATON models. In the region according to a particular operating point in the separate and selfexcitation, we pared and analyzed the operating characteristics. And finally we made the explorative study about the discharge stability of the selfexcitation. Key words field leakage flux, independent excitation, selfexcitation, selfexcitation 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 III 目 錄 摘 要 ........................................................................................................................... I Abstract ........................................................................................................................II 第 1 章 緒論 .............................................................................................................. 1 課題的來源以及研究的目的和意義 ............................................................ 1 課題的來源 .......................................................................................... 1 研究的目的和意義 .............................................................................. 1 霍爾推力器的勵(lì)磁模式 ................................................................................ 2 國(guó)內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析 ............................................................. 5 本文主要研究?jī)?nèi)容 ......................................................................................... 7 第 2 章 自勵(lì)磁霍爾推力器設(shè)計(jì) .............................................................................. 8 引言 ................................................................................................................ 8 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與軟件介紹 .................................................................................... 8 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的介紹 .................................................................................. 8 FEMM 軟件的介紹 .............................................................................. 9 高斯計(jì)的使用與介紹 ........................................................................ 11 自勵(lì)磁霍爾推力器磁場(chǎng)等效 ...................................................................... 12 內(nèi)磁芯打薄 ........................................................................................ 13 打薄后的應(yīng)力問題 ............................................................................ 15 打薄后對(duì)磁場(chǎng)的影響 ........................................................................ 17 磁芯變粗后的分析 ............................................................................ 21 本章小結(jié) ...................................................................................................... 22 第 3 章 自勵(lì)磁霍爾推力器工作特性區(qū)域的研究 .................................................. 23 霍爾推力器推力的測(cè)試方法 ...................................................................... 23 自勵(lì)磁霍爾推力器工作區(qū)域研究 .............................................................. 24 實(shí)驗(yàn)的方法與測(cè)量結(jié)果 .................................................................... 24 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 .................................................................................... 26 小結(jié) .............................................................................................................. 29 第 4 章 自勵(lì)磁霍爾推力器工作特性與穩(wěn)定性分析 .............................................. 30 引言 .............................................................................................................. 30 自勵(lì)磁霍爾推力器工作特性的研究 .......................................................... 30 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) ............................................................................................ 30 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ............................................................................................ 31 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 IV 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 .................................................................................... 34 自勵(lì)磁霍爾推力器的穩(wěn)定性研究 .............................................................. 36 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) ............................................................................................ 36 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 ................................................................................ 37 小結(jié) .............................................................................................................. 40 結(jié) 論 ........................................................................................................................ 41 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................... 43 致 謝 ........................................................................................................................ 44 附 錄 ........................................................................................................................ 45 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 1 第 1 章 緒論 課題的來源以及研究的目的和意義 課題的來源 本課題來源于國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目《自勵(lì) 模式霍爾推力器勵(lì)磁放電閉環(huán)耦合效應(yīng)研究》 。 霍爾推力器 (Hall Thruster)作為一種典型的電推進(jìn)裝置，以其效率高，工作壽命長(zhǎng)，功率密度高，比沖適中等優(yōu)點(diǎn)引起世界各航天大國(guó)的廣泛關(guān)注并成為航天推進(jìn)領(lǐng)域研究和投入的熱點(diǎn)方向。 目前，霍爾推進(jìn)器的勵(lì)磁方式主要是他勵(lì)方式，但是其低頻振蕩大，而自勵(lì)磁的方式卻很好的抑制了這一點(diǎn)，因此隨著航天技術(shù)的發(fā)展，對(duì)霍爾推進(jìn)器的要求勢(shì)必越來越高，因此對(duì)自勵(lì)磁方式的研究也必 將納入正軌。同時(shí)由于電源的簡(jiǎn)化也會(huì)提高整個(gè)電推進(jìn)系統(tǒng)可靠 [2]。永久磁鐵勵(lì)磁主要通常應(yīng)用在在微小衛(wèi)星平臺(tái)上的小尺寸低功率推力器。其結(jié)構(gòu) 如 錯(cuò)誤 !未找到引用源。由于離子質(zhì)量遠(yuǎn)大于電子質(zhì)量，具有較大的拉莫爾半徑 (通常是米的數(shù)量級(jí) )，而推力器通道長(zhǎng)度一般只有幾厘米，因此離子幾乎不受通道內(nèi)磁場(chǎng)的影響，在軸向電場(chǎng)作用下高速噴出，產(chǎn)生反作用力為航天飛行器提供動(dòng)力。這三種勵(lì)磁方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，適用于不同類型的推力器和場(chǎng)合。盡 管永久磁鐵不能調(diào)節(jié)磁場(chǎng)，但它有其獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn)，例如 ： ① 無功率損耗，可提高推力器整體效率 ；② 減少推進(jìn)系統(tǒng)的質(zhì)量 ； ③ 降低溫度 ； ④ 減少復(fù)雜度，在一定程度上可提高可靠性 ； ⑤ 減少推力器的成本 ； ⑥ 無需勵(lì)磁電源。 a、 他勵(lì)模式 在實(shí)驗(yàn)室中，通常電磁線圈勵(lì)磁結(jié)構(gòu)的推力器運(yùn)行在他勵(lì)模式下，即每個(gè)勵(lì)磁線圈由單獨(dú)的直流電流源供電，這種模式最大的優(yōu)點(diǎn)是推力器在放電運(yùn)行過程中，通過調(diào)節(jié)每個(gè)勵(lì)磁線圈電流，可以改變磁場(chǎng)大小及位形，從而可以更好的研究磁場(chǎng)對(duì)霍爾推力器放電的影響。缺點(diǎn)在于推力器放電工作時(shí)，磁場(chǎng)不可 調(diào)節(jié)，在自勵(lì) 磁模式下 運(yùn)行時(shí)磁場(chǎng)應(yīng)該最優(yōu)化， 使 推力器工作在最優(yōu)放電工作點(diǎn)下。 永久磁鐵勵(lì)磁模式下磁場(chǎng)由永久磁鐵產(chǎn)生，磁場(chǎng)為靜態(tài)，放電電流與磁場(chǎng)之間不存在耦合效應(yīng)。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 5 表 11 不同勵(lì)